Metalürji Dünyasında; hammadde ve nihai üründe, elementer analiz yaparak ürün kalitesini belirlemek her zaman önemli olmuştur. Bu analizler, birbirinden farklı analiz teknikleri kullanılarak yapılmaktadır. Metal ve Metalürji sektöründe katı numuneden fiziksel numune hazırlayarak direk numune üzerinde analiz OES (Optik Emisyon Spektrometre), XRF ( X-Ray Floresan) teknikleri ile yıllardır yapılmaktadır. Bu analiz tekniklerine LİBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) de eklenmiştir.
Portatif el tipi Spektrometre (PMI) cihazları ile sahada büyük boyutlarda numune üzerinde analiz yapmak oldukça kolaydır, ancak bu kolaylığa karşın okuma hassasiyeti ve okunabilen elementlerin kısıtlı olmasından dolayı bir çok kullanıcının ihtiyaçlarını karşılayamamaktaydı. Özellikle Demir Çelik sektöründe, Fe bazlı numunelerde Karbon (C) elementini okumak çok önem arz etmektedir. C Elementi XRF analiz tekniği ile portatif cihazlarda analiz edilememektedir. Yeni bir analiz tekniği olarak Laser Elementer Analiz cihazlarında kullanılmaya başlamakla birlikte Periyodik Tabloda H(1)– U(92) arası nerdeyse bütün elementler okunabilir hale gelmiştir. Bu teknik, Ark/Spark OES cihazlarının kullandığı teknikle büyük benzerlikler taşımaktadır.
El Tipi LIBS Spektrometre Cihazının Avantajları:
- Hareketli Lazer ile aynı nokta ve farklı noktalardan data alarak ortalama alabilme,
- İnsan sağlığına zararsız Lazer,
- Ön yakma tekniği ile kirli yüzeyleri temizleyerek analize hazır hale getirebilmesi,
- Periyodik Tabloda H-U olan elementlerin okunabilmesi,
- 1 sn gibi Kısa Analiz Süresi,
- C (Karbon) Analizi L-Grade 316/316 L ayırt edebilme özelliği,
LIBS ( Laser Induced Brekdown Spectroscopy) Çalışma Prensibi :
Bu tekniğin çalışma prensibi yan taraftaki
şema ile kısaca özetlenebilir.
LIBS Analiz Tekniği malzemelerin elementer analizini yapmakta kullanılan tipik OES (Optik Emisyon Spektrometre) cihazıdır.
LIBS foküslenmiş ve yeterli enerjiye sahip lazeri ışık demetini numune üzerine gönderirken numune yüzeyinde yüksek sıcaklıkta plazma oluşturarak yüzeyden kopartılan yüksek sıcaklıktaki gaz faza geçmiş her bir elementin her birinin spektrumlarının dalga boyları emisyonlarına göre kalitatif ve kantitatif olarak tanımlanma tekniğidir.
LIBS analiz tekniği ile:
- Fe Bazlı (Paslanmaz Çelikler, Düşük Alaşımlı Çelikler, Karbon Çelikleri ve Pik Döküm),
- Al Alaşımlar,
- Cu Alaşımlar,
- Diğer Alaşım tipleri analiz edilebilmektedir,
SciAps firması uzun zamandır sahip olduğu Eltipi XRF üretimi tecrübesini bir adım daha ileri taşıyarak portatif LIBS cihazını üretmiştir. Metal sektöründe, PMI olarak portatif XRF cihazları kullanıla gelmiş ancak XRF cihazlarının Periyodik Tabloda okuyabildiği element sayısının sınırlı olmasının yanısıra Hafif elementlerdeki dedeksiyon limitlerinin yüksek olmasından dolayı, sahada kullanıcı istekleri ve ihtiyaçları özellikle Al Alaşım ve C içeren çelik analizlerinde yetersiz kalmıştır. SciAps firmasının geliştirdiği Z-200/Z-300 portatif LIBS cihazı şimdiye kadar üretilmiş eltipi hiçbir cihazda okunamayan atom numarası küçük olan Hafif elementler Be, B, Li özellikle C elementlerini okuyabilir olması büyük bir avantajdır.
Neden Argon? Ve Nasıl ?
| Atmosferik şartlarda dışarıdan gelen girişimlerin fazla olması nedeniyle yapılan analizlerde sinyal kalitesi düşük olmaktadır. Sinyal kalitesini ve oranını yükseltmek için Ar gazı ortamında yapılan analizlerde sinyal oranı 10 kat daha yükseltilebilmektedir. Böylece detekte edilemeyen ve detekte edilen elementlerinde hassasiyet ve dedeksiyon limitleri artırılabilmektedir. Atmosferik şartlarda C elementi detekte edilememekteydi Ar gazı ile okunabildiği gibi Çeliklerde %0.02 alt limit değerlerine kadar da okunabilmektedir.
Yandaki resimde paslanmaz çelik numunesinde Argonlu (mavi) ve Argonsuz (kırmızı) renkler ile spectrum sinyal seviyeleri görülebilmektedir.
|
Portatif El tipi LIBS Spektrometre cihaz üretmek olan SciAps aynı zamanda inovasyon çalışmalarıyla Dünya’da Karbon ( C ) okuyabilen ilk el tipi spektrometreyi üreten firma olmuştur.
